壓縮機(jī)控制裝置、壓縮機(jī)系統(tǒng)及壓縮機(jī)控制方法
【專利摘要】該壓縮機(jī)控制裝置對(duì)壓縮機(jī)的流量進(jìn)行控制，該壓縮機(jī)具有相對(duì)出口側(cè)流路并列連接的多個(gè)葉輪和調(diào)整各葉輪的流量的流量調(diào)整部，該壓縮機(jī)控制裝置具備：檢測(cè)出口側(cè)流路的壓力的壓力檢測(cè)部；檢測(cè)各葉輪的流量的流量檢測(cè)部；基于壓力檢測(cè)部的檢測(cè)結(jié)果向流量調(diào)整部輸出每個(gè)葉輪的流量調(diào)整指令來進(jìn)行控制的控制部，控制部對(duì)作為流量的下限目標(biāo)值而設(shè)定的設(shè)定點(diǎn)與各葉輪的流量進(jìn)行比較，基于比較結(jié)果對(duì)其他葉輪的流量調(diào)整指令進(jìn)行修正。
【專利說明】壓縮機(jī)控制裝置、壓縮機(jī)系統(tǒng)及壓縮機(jī)控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及壓縮機(jī)控制裝置、壓縮機(jī)系統(tǒng)及壓縮機(jī)控制方法。
[0002]本申請(qǐng)基于2012年12月4日在日本申請(qǐng)的特愿2012-265642號(hào)而主張優(yōu)先權(quán)，并將其內(nèi)容援引在此。

【背景技術(shù)】
[0003]公知有對(duì)氣體進(jìn)行壓縮并將壓縮氣體向與下游側(cè)連接的機(jī)械等供給的壓縮機(jī)。作為那樣的壓縮機(jī)，有能控制流量的壓縮機(jī)。例如，壓縮機(jī)系統(tǒng)在葉輪的上游側(cè)具備壓縮機(jī)的入口導(dǎo)流葉片，使氣體經(jīng)由該入口導(dǎo)流葉片向葉輪流入。而且，壓縮機(jī)系統(tǒng)通過調(diào)整入口導(dǎo)流葉片的開度，來控制向葉輪流入的氣體的流量。
[0004]另外，壓縮機(jī)系統(tǒng)有時(shí)從氣體的流動(dòng)的上游側(cè)朝向下游側(cè)具備多級(jí)葉輪(例如參照專利文獻(xiàn)I)。另外，有這樣的壓縮機(jī)系統(tǒng):為了使流量增加，在最上游側(cè)具備多個(gè)葉輪，使在多個(gè)葉輪中分別壓縮了的氣體合流之后向下游側(cè)的葉輪流入。在這樣的壓縮機(jī)系統(tǒng)中，存在這樣的方式:取得配置于葉輪的上游側(cè)的入口導(dǎo)流葉片的開度的同步(即，開度相同)來控制向在最上游側(cè)并列連接的多個(gè)葉輪的流入流量，從而控制噴出的氣體的狀態(tài)。例如，壓縮機(jī)系統(tǒng)在最上游側(cè)的多個(gè)葉輪各自的入口具備入口導(dǎo)流葉片。而且，壓縮機(jī)系統(tǒng)以使這些入口導(dǎo)流葉片的開度相同的方式進(jìn)行控制，來控制噴出的氣體的狀態(tài)。
[0005]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)1:日本特開平6-88597號(hào)公報(bào)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]發(fā)明要解決的課題
[0009]在以使配置于多個(gè)葉輪的上游側(cè)的入口導(dǎo)流葉片的開度相同的方式進(jìn)行控制、來控制該葉輪中的流量的方式中，在由于個(gè)體差異、經(jīng)年劣化等而在多個(gè)葉輪之間產(chǎn)生性能差的情況下，需要以性能較差的葉輪為基準(zhǔn)來控制入口導(dǎo)流葉片的開度。因此，在該方式中，可能導(dǎo)致能運(yùn)轉(zhuǎn)的范圍變窄。特別是在性能較差的葉輪中的流量降低而接近喘振區(qū)域的情況下，為了保護(hù)壓縮機(jī)，考慮使防喘振控制起作用而打開排出閥。在該情況下，對(duì)其他的葉輪來說，盡管不需要打開排出閥，但仍然打開排出閥而導(dǎo)致壓縮機(jī)的氣體流量增加，必要?jiǎng)恿υ黾?，從而效率降低?br> [0010]本發(fā)明提供一種即使在多個(gè)葉輪之間產(chǎn)生性能差的情況下也能減少效率的降低的壓縮機(jī)控制裝置、壓縮機(jī)系統(tǒng)及壓縮機(jī)控制方法。
[0011]用于解決課題的方案
[0012]根據(jù)本發(fā)明的第一方案，壓縮機(jī)控制裝置對(duì)壓縮機(jī)的流量進(jìn)行控制，該壓縮機(jī)具有相對(duì)于出口側(cè)流路并列連接的多個(gè)葉輪和調(diào)整各葉輪的流量的流量調(diào)整部，所述壓縮機(jī)控制裝置具備:檢測(cè)出口側(cè)流路的壓力的壓力檢測(cè)部；檢測(cè)各葉輪的流量的流量檢測(cè)部；基于所述壓力檢測(cè)部的檢測(cè)結(jié)果向所述流量調(diào)整部輸出每個(gè)的流量調(diào)整指令來進(jìn)行控制的控制部。所述控制部對(duì)作為流量的下限目標(biāo)值而設(shè)定的設(shè)定點(diǎn)與各葉輪的流量進(jìn)行比較，并基于比較結(jié)果對(duì)其他葉輪的流量調(diào)整指令進(jìn)行修正。
[0013]另外，根據(jù)本發(fā)明的第二方案，以上述的壓縮機(jī)控制裝置為基礎(chǔ)，所述控制部在某葉輪的流量小于所述設(shè)定點(diǎn)的情況下，以使該葉輪的流量固定的方式控制所述流量調(diào)整部。
[0014]另外，根據(jù)本發(fā)明的第三方案，以上述的壓縮機(jī)控制裝置為基礎(chǔ)，所述控制部將所述設(shè)定點(diǎn)與所述流量指令值背離規(guī)定以上的情況作為條件，來解除所述葉輪的流量的固定。
[0015]另外，根據(jù)本發(fā)明的第四方案，所述控制部將任一葉輪的流量均小于所述設(shè)定點(diǎn)的情況作為條件，來解除所述葉輪的流量的固定。
[0016]另外，根據(jù)本發(fā)明的第五方案，以上述的壓縮機(jī)控制裝置為基礎(chǔ)，所述壓力檢測(cè)部檢測(cè)入口側(cè)流路的壓力，所述控制部基于所述入口側(cè)流路的壓力而輸出所述流量調(diào)整指令。
[0017]另外，根據(jù)本發(fā)明的第六方案，壓縮機(jī)系統(tǒng)具備上述的壓縮機(jī)控制裝置中的任一個(gè)。
[0018]另外，根據(jù)本發(fā)明的第七方案，壓縮機(jī)控制方法是對(duì)壓縮機(jī)的流量進(jìn)行控制的壓縮機(jī)控制裝置的壓縮機(jī)控制方法，該壓縮機(jī)具備相對(duì)于出口側(cè)流路并列連接的多個(gè)葉輪，所述壓縮機(jī)控制方法具備:檢測(cè)出口側(cè)流路的壓力的壓力檢測(cè)步驟；檢測(cè)各葉輪的流量的流量檢測(cè)步驟；調(diào)整各葉輪的流量的流量調(diào)整步驟；基于所述壓力檢測(cè)步驟中的檢測(cè)結(jié)果而輸出所述流量調(diào)整步驟中的每個(gè)葉輪的流量調(diào)整指令來進(jìn)行控制的控制步驟，在所述控制步驟中，對(duì)作為流量的下限目標(biāo)值而設(shè)定的設(shè)定點(diǎn)與各葉輪的流量進(jìn)行比較，基于比較結(jié)果對(duì)其他葉輪的流量調(diào)整指令進(jìn)行修正。
[0019]發(fā)明效果
[0020]根據(jù)上述的壓縮機(jī)控制裝置、壓縮機(jī)系統(tǒng)及壓縮機(jī)控制方法，即使在多個(gè)葉輪之間產(chǎn)生了性能差的情況下也能減少效率的降低。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的壓縮機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的概略結(jié)構(gòu)圖。
[0022]圖2是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式的壓縮機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的概略結(jié)構(gòu)圖。
[0023]圖3是表示該實(shí)施方式的葉輪的性能曲線的第一例的圖。
[0024]圖4是表示該實(shí)施方式的葉輪的性能曲線的第二例的圖。
[0025]圖5是表示該實(shí)施方式的IGV極限控制線的例子的說明圖。
[0026]圖6是表示該實(shí)施方式的、圖2所示的壓縮機(jī)系統(tǒng)的各部中的一部分的說明圖。
[0027]圖7是表示該實(shí)施方式的、圖2所示的壓縮機(jī)系統(tǒng)的各部中的一部分的說明圖。
[0028]圖8是表示該實(shí)施方式的壓縮機(jī)控制裝置所具備的邏輯運(yùn)算部中的邏輯運(yùn)算的例子的說明圖。
[0029]圖9是表示該實(shí)施方式的、本發(fā)明的第三實(shí)施方式的壓縮機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的概略結(jié)構(gòu)圖。
[0030]圖10是表示該實(shí)施方式的、圖9所示的壓縮機(jī)系統(tǒng)的各部中的一部分的說明圖。
[0031]圖11是表示該實(shí)施方式的、圖9所示的壓縮機(jī)系統(tǒng)的各部中的一部分的說明圖。
[0032]圖12是表示該實(shí)施方式的壓縮機(jī)控制裝置所進(jìn)行的修正值的跟蹤的例子的說明圖。
[0033]圖13是表示該實(shí)施方式的、圖9所示的壓縮機(jī)系統(tǒng)的各部中的一部分的說明圖。
[0034]圖14是表示該實(shí)施方式的壓縮機(jī)控制裝置所具備的邏輯運(yùn)算部中的邏輯運(yùn)算的例子的說明圖。

【具體實(shí)施方式】
[0035]以下，通過發(fā)明的實(shí)施方式說明本發(fā)明，但以下的實(shí)施方式?jīng)]有限定權(quán)利要求保護(hù)的發(fā)明的內(nèi)容。另外，在實(shí)施方式中說明的特征的組合均不限于是發(fā)明的解決手段必須的。
[0036]<第一實(shí)施方式>
[0037]圖1是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的壓縮機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的概略結(jié)構(gòu)圖。在該圖中，壓縮機(jī)控制系統(tǒng)I具備壓縮機(jī)控制裝置11、壓縮機(jī)91和排出閥811。壓縮機(jī)控制裝置11具備流量傳感器IllA及111B、壓力傳感器121、控制部190。壓縮機(jī)91具備葉輪911A及 911B、入口導(dǎo)流葉片(Inlet Guide Vane ;IGV)92IA 及 92IB。
[0038]壓縮機(jī)91吸入空氣并進(jìn)行壓縮，并將壓縮空氣向位于壓縮機(jī)91的下游而使用壓縮空氣的設(shè)備(以下稱為“下級(jí)工藝”)供給。
[0039]但是，壓縮機(jī)91所壓縮的壓縮對(duì)象物不限于空氣。例如，可以將氣體狀的冷媒等能壓縮的各種氣體作為壓縮對(duì)象物。
[0040]葉輪91IA及91IB相對(duì)于出口側(cè)流路W21并列地連接，對(duì)從入口側(cè)流路WllA及WllB經(jīng)由葉輪91IA及91IB流入的空氣進(jìn)行壓縮而向出口側(cè)流路W21輸出。但是，壓縮機(jī)91所具備的葉輪的數(shù)量不限于圖1所示的兩個(gè)，也可以為三個(gè)以上。
[0041]入口導(dǎo)流葉片(Inlet Guide Vane ;IGV)921A及921B相當(dāng)于本實(shí)施方式中的流量調(diào)整部的一例，用于調(diào)整各葉輪的流量。更具體而言，入口導(dǎo)流葉片921A、921B分別設(shè)于葉輪911A、911B的入口側(cè)，通過調(diào)整自身的翼開度即IGV開度來調(diào)整葉輪911A、911B的流量。但是，本實(shí)施方式中的流量調(diào)整部不限于入口導(dǎo)流葉片。例如，流量調(diào)整部也可以為分別設(shè)于葉輪911A、911B、通過調(diào)整葉輪911A、911B的轉(zhuǎn)速來調(diào)整流量的驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)器。
[0042]另外，以下，關(guān)于使用葉輪的入口側(cè)的流量作為葉輪的流量的情況進(jìn)行說明，但也可以使用葉輪的出口側(cè)的流量作為葉輪的流量。
[0043]壓縮機(jī)控制裝置11基于壓縮機(jī)91中的流量、壓力的測(cè)定值來控制該壓縮機(jī)91的流量。
[0044]流量傳感器IllA設(shè)于入口側(cè)流路W11A，用于檢測(cè)葉輪911A的流量。流量傳感器IllB設(shè)于入口側(cè)流路W11B，用于檢測(cè)葉輪911B的流量。流量傳感器IllA及IllB相當(dāng)于本實(shí)施方式中的流量檢測(cè)部的一例。
[0045]但是，本實(shí)施方式中的流量檢測(cè)部不限于流量傳感器。例如，流量檢測(cè)部也可以是接收流量傳感器所發(fā)送的傳感數(shù)據(jù)的接收回路。
[0046]壓力傳感器121設(shè)于出口側(cè)流路W21，用于檢測(cè)該出口側(cè)流路W21的壓力。壓力傳感器121相當(dāng)于本實(shí)施方式中的壓力檢測(cè)部的一例。
[0047]但是，本實(shí)施方式中的壓力檢測(cè)部不限于壓力傳感器。例如，壓力檢測(cè)部也可以是接收壓力傳感器所發(fā)送的傳感數(shù)據(jù)的接收回路。
[0048]在葉輪911A或911B中流動(dòng)的流量減少了時(shí)，排出閥811為了確保該葉輪的流量而防止喘振、且防止壓縮機(jī)91所供給的壓縮空氣量的增加而將壓縮空氣的一部分向大氣中排出。更具體而言，在葉輪中流動(dòng)的流量低于基于壓力傳感器121的輸出的流量設(shè)定值的情況下，打開排出閥811來防止喘振發(fā)生。
[0049]控制部190基于壓力傳感器121的檢測(cè)結(jié)果，將IGV開度指令作為每個(gè)葉輪的流量調(diào)整指令向入口導(dǎo)流葉片921A及921B輸出來進(jìn)行控制。
[0050]另外，控制部190對(duì)作為流量的下限目標(biāo)值而設(shè)定的設(shè)定點(diǎn)(setpoint)與各葉輪的流量進(jìn)行比較，并基于比較結(jié)果對(duì)其他葉輪的流量調(diào)整指令進(jìn)行修正。
[0051]由此，壓縮機(jī)控制裝置11在某葉輪的流量小于設(shè)定點(diǎn)的情況下，能夠從其他葉輪的流量目標(biāo)值中減去相當(dāng)于該葉輪的流量與設(shè)定點(diǎn)之差的流量。因此，壓縮機(jī)控制裝置11能夠不增加葉輪整體的流量而使小于設(shè)定點(diǎn)的流量的葉輪的流量增加并接近設(shè)定點(diǎn)。
[0052]特別是，壓縮機(jī)控制裝置11在多個(gè)葉輪之間產(chǎn)生性能差而流量產(chǎn)生了差別的情況下，能夠避免流量小的葉輪的流量進(jìn)一步減小而打開排出閥811的事態(tài)且能夠控制整體的流量。這樣，壓縮機(jī)控制裝置11即使在多個(gè)葉輪之間產(chǎn)生了性能差的情況下也能減小壓縮機(jī)91的效率的降低。
[0053]在通過其他葉輪的流量調(diào)整指令的修正也不能確保用于防止喘振的流量的情況下，控制部190通過打開排出閥來確保流量而防止喘振。
[0054]另外，也可以為，控制部190在某葉輪的流量小于設(shè)定點(diǎn)的情況下，以使該葉輪的流量固定的方式控制入口導(dǎo)流葉片921A或921B。
[0055]由此，壓縮機(jī)控制裝置11能防止該葉輪的流量進(jìn)一步減小而發(fā)生喘振的情況。此時(shí)，通過使其他葉輪的流量減少，壓縮機(jī)控制裝置11不需要打開排出閥811向大氣中排出壓縮空氣而能防止喘振發(fā)生。
[0056]另外，也可以為，控制部190將設(shè)定點(diǎn)與流量指令值背離規(guī)定以上的情況作為條件，來解除葉輪的流量的固定。
[0057]由此，壓縮機(jī)控制裝置11在葉輪的流量變大而不需要進(jìn)行喘振防止控制的情況下，能使葉輪的流量變化而使壓縮機(jī)91生成期望的流量的壓縮空氣。特別是，壓縮機(jī)控制裝置11通過使并列地配置的多個(gè)葉輪的流量發(fā)生變化，能使壓縮機(jī)91生成更大量的壓縮空氣。
[0058]另外，也可以為，控制部190將任意的葉輪的流量均小于設(shè)定點(diǎn)的情況作為條件，來解除葉輪的流量的固定。
[0059]由此，壓縮機(jī)控制裝置11能使各葉輪的流量從設(shè)定點(diǎn)減少至表示打開排出閥811的基準(zhǔn)流量的喘振控制線。即，壓縮機(jī)控制裝置11能夠減少設(shè)于喘振控制線與設(shè)定點(diǎn)之間的余量(margin)的流量，從而使打開排出閥811的時(shí)機(jī)延遲，在這一點(diǎn)上，能減少壓縮機(jī)91的效率的降低。
[0060]需要說明的是，壓縮機(jī)控制裝置11也可以還具備用于檢測(cè)入口側(cè)流路W11A、W11B的壓力的壓力傳感器作為本實(shí)施方式中的壓力檢測(cè)部的一例。而且，控制部190也可以基于入口側(cè)流路W11A、WllB的壓力來輸出流量調(diào)整指令。
[0061]由此，壓縮機(jī)控制裝置11在上游側(cè)具有其他工藝的情況等入口側(cè)流路W11A、W11B的壓力發(fā)生變化的情況下也能更準(zhǔn)確地生成期望流量的壓縮空氣。
[0062]<第二實(shí)施方式>
[0063]在第二實(shí)施方式中，說明將第一實(shí)施方式中的壓縮機(jī)系統(tǒng)I進(jìn)一步具體化的一例。
[0064]圖2是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式的壓縮機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的概略結(jié)構(gòu)圖。在該圖中，壓縮機(jī)系統(tǒng)2具備壓縮機(jī)控制裝置12、壓縮機(jī)92、排出閥811、冷卻器821及822。
[0065]壓縮機(jī)92具備葉輪911A、911B、912及913、入口導(dǎo)流葉片921A及921B、驅(qū)動(dòng)機(jī)931、軸 941、齒輪箱 951,952 及 953。
[0066]壓縮機(jī)控制裝置12具備流量傳感器11 IAUllB及112、壓力傳感器121及122、控制部192?？刂撇?92具備設(shè)定點(diǎn)間隔存儲(chǔ)部201A及201B、防喘振控制基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)定部211A及211B、設(shè)定點(diǎn)設(shè)定部212A及212B、流量控制部213A、213B及244、開關(guān)214A、214B及245、限率器215A及215B、增益乘算部216A及216B、壓力控制部221、函數(shù)運(yùn)算部222A、222B、242及243、減算部223A、223B、231A及231B、大小判定部224A及224B、遲滯部232A及232B、后述的邏輯運(yùn)算部。
[0067]在圖2中，對(duì)于與圖1的各部對(duì)應(yīng)且具有同樣功能的部分標(biāo)注同一符號(hào)(111A、111B、121、911A、911B、921A、922B)而省略說明。另外，在圖2中，用單點(diǎn)劃線表示軸，用虛線表示空氣的流路，用實(shí)線表示數(shù)據(jù)、控制信息的流動(dòng)。
[0068]另外，在圖2中，用圓圈包圍的“A”、“B”、“C”及“X”表示對(duì)后述的邏輯運(yùn)算部的輸入輸出。
[0069]葉輪911A、911B、912及913構(gòu)成為三級(jí)，第一級(jí)的葉輪911A及911B所輸出的壓縮空氣由第二級(jí)的葉輪912和第三級(jí)的葉輪913進(jìn)一步壓縮。
[0070]葉輪911A、911B、912、913分別經(jīng)由軸941而與驅(qū)動(dòng)機(jī)931結(jié)合。在軸941的一端配置有第一級(jí)的葉輪911A及911B。另外，在軸941的另一端配置有第二級(jí)的葉輪912和第三級(jí)的葉輪913。驅(qū)動(dòng)機(jī)931與軸941的中間連接。各葉輪及驅(qū)動(dòng)機(jī)931經(jīng)由齒輪箱951、952及953而與軸934連接。需要說明的是，可以使用生成旋轉(zhuǎn)力的各種設(shè)備作為驅(qū)動(dòng)機(jī)931。例如，驅(qū)動(dòng)機(jī)931可以是電動(dòng)機(jī)，也可以是發(fā)動(dòng)機(jī)。另外，齒輪箱951、952及953的有無取決于驅(qū)動(dòng)機(jī)的配置、特性。例如，也可以為使用軸將可變速的驅(qū)動(dòng)機(jī)與葉輪直接連結(jié)而不使用齒輪箱的結(jié)構(gòu)。
[0071]另外，冷卻器821、822分別設(shè)于第一級(jí)的葉輪與第二級(jí)的葉輪之間、第二級(jí)的葉輪與第三級(jí)的葉輪之間，對(duì)因壓縮而成為高溫的空氣進(jìn)行冷卻。
[0072]排出閥811設(shè)于壓縮機(jī)92的出口側(cè)，通過打開排出閥811而將壓縮機(jī)92所生成的壓縮空氣的一部分向大氣中排出。
[0073]壓力傳感器121用于檢測(cè)第三級(jí)的葉輪913的出口側(cè)的壓力。
[0074]利用壓力控制部221和函數(shù)運(yùn)算部222A，基于壓力傳感器121檢測(cè)出的第三級(jí)的出口側(cè)壓力，生成作為對(duì)入口導(dǎo)流葉片921A的流量調(diào)整指令的IGV開度指令。利用壓力控制部221和函數(shù)運(yùn)算部222B，基于壓力傳感器121檢測(cè)出的第三級(jí)的出口側(cè)壓力，生成作為對(duì)入口導(dǎo)流葉片921B的流量調(diào)整指令的IGV開度指令。
[0075]壓力傳感器122用于檢測(cè)第一級(jí)的葉輪91IA及91IB的出口側(cè)的壓力。
[0076]防喘振控制基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)定部211A及211B均基于壓力傳感器122所檢測(cè)出的葉輪91IA及91IB的出口側(cè)的壓力來設(shè)定打開排出閥811的基準(zhǔn)流量。
[0077]設(shè)定點(diǎn)設(shè)定部212A、212B分別在防喘振控制基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)定部211A、211B所設(shè)定的流量中加入規(guī)定的余量即設(shè)定點(diǎn)間隔(SGp)來對(duì)設(shè)定點(diǎn)進(jìn)行設(shè)定。該設(shè)定點(diǎn)作為葉輪911A及911B的流量的下限目標(biāo)值來使用。
[0078]設(shè)定點(diǎn)間隔存儲(chǔ)部201A、201B分別存儲(chǔ)設(shè)定點(diǎn)設(shè)定部212A、212B所加入的規(guī)定的余量即設(shè)定點(diǎn)間隔。
[0079]流量控制部213A生成對(duì)于壓力控制部221和函數(shù)運(yùn)算部222B所生成的IGV開度指令的修正值。即，流量控制部213A基于葉輪91IA的狀態(tài)而生成對(duì)于另一葉輪91IB的流量控制的修正值。特別是，流量控制部213A在后述的IGV極限控制中對(duì)設(shè)定點(diǎn)設(shè)定部212A所設(shè)定的設(shè)定點(diǎn)與各葉輪的流量進(jìn)行比較，并基于比較結(jié)果對(duì)另一葉輪911B的流量調(diào)整指令進(jìn)行修正。
[0080]流量控制部213B生成對(duì)于壓力控制部221和函數(shù)運(yùn)算部222A所生成的IGV開度指令的修正值。即，流量控制部213B基于葉輪91IB的狀態(tài)而生成對(duì)于另一葉輪91IA的流量控制的修正值。特別是，流量控制部213B在后述的IGV極限控制中對(duì)設(shè)定點(diǎn)設(shè)定部212B所設(shè)定的設(shè)定點(diǎn)與各葉輪的流量進(jìn)行比較，并基于比較結(jié)果對(duì)另一葉輪911A的流量調(diào)整指令進(jìn)行修正。
[0081]開關(guān)214A根據(jù)壓縮機(jī)系統(tǒng)2的狀態(tài)而將向流量控制部213A的輸入切換為閉環(huán)或O中的任一個(gè)。開關(guān)214B根據(jù)壓縮機(jī)系統(tǒng)2的狀態(tài)而將向流量控制部213B的輸入切換為閉環(huán)或O中任一個(gè)。關(guān)于開關(guān)214A及214B所進(jìn)行的處理見后述。
[0082]限率器215A、215B分別對(duì)于流量控制部213A、213B所生成的修正值進(jìn)行為了防止驟變而將變化率抑制在一定范圍內(nèi)的限率處理。
[0083]增益乘算部216A、216B均對(duì)于進(jìn)行了限率處理的修正值乘以增益。
[0084]減算部223A進(jìn)行從壓力控制部221和函數(shù)運(yùn)算部222A所生成的IGV開度指令中減去修正值的修正。減算部223B進(jìn)行從壓力控制部221和函數(shù)運(yùn)算部222B所生成的IGV開度指令中減去修正值的修正。
[0085]大小判定部224A判定修正后的IGV開度指令與入口導(dǎo)流葉片921A的最大/最小開度的大小關(guān)系，并根據(jù)判定結(jié)果將開指令或閉指令向入口導(dǎo)流葉片921A輸出。大小判定部224B判定修正后的IGV開度指令與入口導(dǎo)流葉片921B的最大/最小開度的大小關(guān)系，并根據(jù)判定結(jié)果將開指令或閉指令向入口導(dǎo)流葉片921B輸出。
[0086]減算部231A從流量傳感器IllA檢測(cè)出的葉輪91IA的流量中減去設(shè)定點(diǎn)設(shè)定部212A所設(shè)定的設(shè)定點(diǎn)。減算部231B從流量傳感器IllB檢測(cè)出的葉輪91IB的流量中減去設(shè)定點(diǎn)設(shè)定部212B所設(shè)定的設(shè)定點(diǎn)。
[0087]遲滯部232A判定減算部231A的運(yùn)算結(jié)果的正負(fù)。該判定結(jié)果用于后述的邏輯運(yùn)算部中的模式切換，因此，為了避免模式切換的頻繁發(fā)生，遲滯部232A在判定減算部231A的運(yùn)算結(jié)果的正負(fù)時(shí)，設(shè)置規(guī)定的遲滯。遲滯部232B判定減算部231B的運(yùn)算結(jié)果的正負(fù)。與遲滯部232A的情況相同，遲滯部232B在判定減算部231B的運(yùn)算結(jié)果的正負(fù)時(shí)，設(shè)置規(guī)定的遲滯。
[0088]流量傳感器112用于檢測(cè)第三級(jí)的葉輪913的出口側(cè)的流量。
[0089]利用壓力控制部221、函數(shù)運(yùn)算部242及243、流量控制部244，基于第三級(jí)的葉輪913的出口側(cè)的流量、壓力，生成對(duì)排出閥811的控制信息。
[0090]開關(guān)245進(jìn)行對(duì)排出閥811的控制信息的切換，通過向排出閥811輸出控制信息來控制排出閥811的開閉。
[0091 ] 在此，參照?qǐng)D3?5說明葉輪的特性及防喘振控制。
[0092]圖3是表示葉輪的性能曲線的第一例的圖。在該圖中，線L111、L112、L113是IGV的各開度下的壓力P-流量F曲線，特別是，線Llll是IGV為最大開度(全開)時(shí)的壓力P-流量F曲線。另外，線L121是喘振線，在比該線L121靠左側(cè)的區(qū)域產(chǎn)生喘振。更具體而言，在比喘振線靠左側(cè)的區(qū)域，風(fēng)量減少，葉輪入口側(cè)壓力與葉輪出口側(cè)壓力之比大。因此，葉輪無法使風(fēng)向后游側(cè)完全流動(dòng)而會(huì)產(chǎn)生喘振(振動(dòng))。若風(fēng)量增加，則葉輪使風(fēng)向后游側(cè)流動(dòng)，喘振得到抑制。
[0093]另外，線SCL是表示第一級(jí)的葉輪的出口側(cè)壓力與防喘振控制中的流量控制目標(biāo)值的關(guān)系的喘振控制線。如上所述，在比喘振線L121靠左側(cè)的區(qū)域中，產(chǎn)生喘振。因此，在比相對(duì)于喘振線L121具有余量的喘振控制線(Surge Control Line) SCL靠右側(cè)的區(qū)域，進(jìn)行用于控制壓縮機(jī)的壓力、流量的防喘振控制。
[0094]防喘振控制通過打開排出閥使壓縮空氣的一部分向大氣中逃散而增大出口流量來進(jìn)行。由于使壓縮空氣的一部分向大氣中逃散，因此，壓縮機(jī)的效率降低。
[0095]另外，線L131表示當(dāng)前的第一級(jí)的出口側(cè)壓力，點(diǎn)Plll表示該出口側(cè)壓力及當(dāng)前的IGV開度所對(duì)應(yīng)的入口側(cè)流量的例子。
[0096]圖4是表示葉輪的性能曲線的第二例的圖。該圖所示的葉輪的性能比圖3所示的葉輪的性能低。
[0097]當(dāng)葉輪的性能降低時(shí)，相對(duì)于流量而壓力處于變小的傾向。因此，當(dāng)流量控制目標(biāo)值變小時(shí)，容易到達(dá)喘振控制線SCL。當(dāng)葉輪的流量到達(dá)喘振控制線SCL而打開排出閥811時(shí)，壓縮空氣被向大氣中排出而壓縮機(jī)92的效率降低。
[0098]因此，壓縮機(jī)控制裝置12設(shè)定相對(duì)于喘振控制線具有余量的IGV極限控制線(IGVLimit Control Line)，在葉輪的流量小的情況下，進(jìn)行將IGV極限控制線的流量作為控制目標(biāo)值的IGV極限控制。
[0099]圖5是表示IGV極限控制線的例子的說明圖。該圖㈧所示的性能曲線是性能降低了的葉輪的性能曲線。另一方面，該圖⑶所示的性能曲線是性能未降低的葉輪的性能曲線。在圖5的說明中，該圖㈧所示的性能曲線表示葉輪911A的性能，該圖⑶所示的性能曲線表示葉輪911B的性能。
[0100]另外，在圖5中，示于相對(duì)于喘振控制線SCL具有流量Δ X量的余量(設(shè)定點(diǎn)間隔SGp)的IGV極限控制線ILCL。另外，線L131表示當(dāng)前的第一級(jí)的出口側(cè)壓力，點(diǎn)P211表示該出口側(cè)壓力及當(dāng)前的IGV開度所對(duì)應(yīng)的入口側(cè)流量的例子。
[0101]在此，表示出口側(cè)壓力的線L131與喘振控制線SCL的交點(diǎn)P212表示防喘振控制基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)定部211A所設(shè)定的、打開排出閥811的基準(zhǔn)流量QsaA。另外，喘振控制線SCL與IGV極限控制線ILCL的余量的流量Ax相當(dāng)于設(shè)定點(diǎn)設(shè)定部212A所加入的余量即設(shè)定點(diǎn)間隔(SGp)。因此，線L131與IGV極限控制線ILCL的交點(diǎn)P213表示設(shè)定點(diǎn)設(shè)定部212A所設(shè)定的設(shè)定點(diǎn)(流量QimA)。
[0102]該設(shè)定點(diǎn)(流量QimA)作為IGV極限控制下的葉輪911A的流量的下限目標(biāo)值而使用。IGV極限控制是盡管第一級(jí)的葉輪的某一個(gè)到達(dá)喘振控制線而其他的第一級(jí)的葉輪的流量距喘振控制線具有富余度、也抑制打開排出閥的情況的控制。
[0103]在圖5(A)的例子中，點(diǎn)P211表示的葉輪911A的入口側(cè)流量位于比表示IGV極限控制的設(shè)定點(diǎn)的IGV極限控制線ILCL靠左方，葉輪911A的入口側(cè)流量小于設(shè)定點(diǎn)(流量Qilcla)。在該情況下，壓縮機(jī)控制裝置12在IGV極限控制下進(jìn)行使葉輪911A的入口側(cè)流量接近設(shè)定點(diǎn)(流量QimA)的控制。
[0104]此時(shí)，壓縮機(jī)控制裝置12若需要縮小流量，則減小流量具有富余度的葉輪的目標(biāo)流量，由此來調(diào)整第一級(jí)整體的流量。在圖5的例子中，壓縮機(jī)控制裝置12如該圖(B)所示那樣縮小流量具有富余度的葉輪911B的流量。
[0105]接著，參照?qǐng)D6，說明在IGV極限控制下壓縮機(jī)控制裝置12所進(jìn)行的處理。
[0106]圖6是表示圖2所示的壓縮機(jī)系統(tǒng)2的各部中的一部分的說明圖。在圖6中，示出圖2所示的各部中的、葉輪911A及911B、入口導(dǎo)流葉片921A及921B、流量傳感器IllA及111B、防喘振控制基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)定部211A、設(shè)定點(diǎn)設(shè)定部212A、流量控制部213A、限率器215B、增益乘算部216B、壓力控制部221、函數(shù)運(yùn)算部222B、減算部223B、大小判定部224B。
[0107]例如，在葉輪911A的流量小于IGV極限控制的設(shè)定點(diǎn)(在圖5的例子中為流量Qilcla)的情況下，壓縮機(jī)控制裝置12進(jìn)行IGV極限控制而使葉輪911A的流量接近該設(shè)定點(diǎn)。
[0108]具體而言，流量控制部213A算出用于使流量傳感器11IA檢測(cè)出的葉輪91IA的流量與設(shè)定點(diǎn)設(shè)定部212A所設(shè)定的IGV極限控制的設(shè)定點(diǎn)一致的、比例積分控制(PI控制)下的目標(biāo)流量。
[0109]需要說明的是，以下將IGV極限控制的設(shè)定點(diǎn)簡(jiǎn)記為“設(shè)定點(diǎn)”。
[0110]而且，減算部223B從葉輪91IB的目標(biāo)流量中減去對(duì)流量控制部213所算出的目標(biāo)流量進(jìn)行了限率處理、增益乘算等調(diào)整后的流量?？梢哉f，壓縮機(jī)控制裝置12對(duì)于葉輪91IB以從原來的目標(biāo)流量縮小了葉輪91IA中的流量的差量的方式賦予偏移量。
[0111]通過葉輪91IB縮小流量，從而壓力控制部221輸出的流量指令值變大，其結(jié)果是，葉輪91IA的流量接近設(shè)定點(diǎn)。
[0112]另一方面，在葉輪911A、911B的流量均大于設(shè)定點(diǎn)的情況下，壓縮機(jī)控制裝置12不進(jìn)行IGV極限控制，流量控制部213A、213B進(jìn)行將修正值保持為恒定的跟蹤。關(guān)于該點(diǎn)，參照?qǐng)D7進(jìn)行說明。
[0113]圖7是表示圖2所示的壓縮機(jī)系統(tǒng)2的各部中的一部分的說明圖。在圖7中，示出圖2所示的各部中的、葉輪911A及911B、入口導(dǎo)流葉片921A及921B、流量傳感器IllA及111B、流量控制部213A、開關(guān)214A、限率器215B、增益乘算部216B、壓力控制部221、函數(shù)運(yùn)算部222B、減算部223B、大小判定部224B。
[0114]在葉輪911A、911B的流量均大于設(shè)定點(diǎn)的情況下，流量控制部213A、213B設(shè)定為不進(jìn)行IGV極限控制的模式即人工模式。在該情況下，流量控制部213A、213B跟蹤在即將要從自動(dòng)模式切換為人工模式之前設(shè)定的修正值。在圖7的情況下，流量控制部213A在開關(guān)214A構(gòu)成的閉環(huán)中獲取流量控制部213A自身輸出的修正值，再次作為修正值而輸出。
[0115]這樣，流量控制部213A、213B跟蹤在即將要從自動(dòng)模式切換為人工模式之前設(shè)定的修正值，從而壓縮機(jī)控制裝置12根據(jù)葉輪911A與911B的性能差來進(jìn)行目標(biāo)流量的修正。具體而言，壓縮機(jī)控制裝置12以縮小性能優(yōu)異的葉輪的流量的方式進(jìn)行修正。由此，性能差的葉輪的流量與喘振控制線之間的富余度變大，在這一點(diǎn)上，壓縮機(jī)控制裝置12不打開排出閥而能進(jìn)行壓縮機(jī)92的控制的范圍變寬。
[0116]需要說明的是，在驅(qū)動(dòng)機(jī)931的停止中、防喘振控制成為人工的情況等進(jìn)行IGV極限控制的環(huán)境未準(zhǔn)備好的狀態(tài)下，流量控制部213A、213B使跟蹤值為零。
[0117]在圖7所示的結(jié)構(gòu)中，開關(guān)214A將常數(shù)值“0.0”與流量控制部213A連接，流量控制部213A輸出該常數(shù)值。
[0118]圖8是表示壓縮機(jī)控制裝置12所具備的邏輯運(yùn)算部的邏輯運(yùn)算的例子的說明圖。邏輯運(yùn)算部運(yùn)算出對(duì)于開關(guān)214A、214B的控制信息、對(duì)于流量控制部213A、213B中的模式的控制信息。
[0119]在圖8所示的邏輯運(yùn)算中，在驅(qū)動(dòng)機(jī)931處于動(dòng)作中且防喘振控制為自動(dòng)模式的情況下，邏輯運(yùn)算部對(duì)開關(guān)214A、214B輸出指示向閉環(huán)側(cè)連接的控制信息。相反，在驅(qū)動(dòng)機(jī)931處于停止中的情況、或防喘振控制為人工模式的情況下，邏輯運(yùn)算部對(duì)開關(guān)214A、214B輸出指示向常數(shù)零側(cè)連接的控制信息。
[0120]另外，邏輯運(yùn)算部取得三個(gè)條件的邏輯積作為將流量控制部213A、213B的模式設(shè)定為自動(dòng)的條件。第一個(gè)條件是:與開關(guān)214A、214B的控制同樣，驅(qū)動(dòng)機(jī)931處于動(dòng)作中且防喘振控制成為自動(dòng)模式。第二個(gè)條件是:壓力控制為自動(dòng)模式，即壓力控制部221通過壓力控制來對(duì)葉輪911A、911B的流量進(jìn)行控制。第三個(gè)條件是:在葉輪911A或911B中的任一方，設(shè)定點(diǎn)與入口流量測(cè)定值之差為負(fù)，在另一方，設(shè)定點(diǎn)與入口流量測(cè)定值之差為正。即，葉輪911A或911B中任一方處于應(yīng)進(jìn)行IGV極限控制的狀態(tài)，另一方處于距設(shè)定點(diǎn)具有富余度的情況。
[0121]如以上所述，控制部192 (特別是壓力控制部221)基于壓力傳感器121的檢測(cè)結(jié)果，將IGV開度指令作為每個(gè)葉輪的流量調(diào)整指令向入口導(dǎo)流葉片921A及921B輸出來進(jìn)行控制。
[0122]另外，控制部192 (特別是流量控制部213A及213B)對(duì)作為流量的下限目標(biāo)值而設(shè)定的設(shè)定點(diǎn)與各葉輪的流量進(jìn)行比較，基于比較結(jié)果對(duì)其他的葉輪的流量調(diào)整指令進(jìn)行修正。
[0123]由此，壓縮機(jī)控制裝置12在某葉輪的流量小于設(shè)定點(diǎn)的情況下，能從其他葉輪的流量目標(biāo)值中減去相當(dāng)于該葉輪的流量與設(shè)定點(diǎn)之差的流量。因此，壓縮機(jī)控制裝置12能夠不增加葉輪整體的流量而使小于設(shè)定點(diǎn)的流量的葉輪的流量增加并接近設(shè)定點(diǎn)。
[0124]特別是，壓縮機(jī)控制裝置12在多個(gè)葉輪之間產(chǎn)生性能差而流量產(chǎn)生了差別的情況下，能避免流量小的葉輪的流量進(jìn)一步減小而打開排出閥的事態(tài)并能夠控制整體的流量。這樣，壓縮機(jī)控制裝置11即使在多個(gè)葉輪之間產(chǎn)生了性能差的情況下也能減小壓縮機(jī)92的效率的降低。
[0125]〈第三實(shí)施方式〉
[0126]在第二實(shí)施方式中，說明將第一實(shí)施方式中的壓縮機(jī)系統(tǒng)I進(jìn)一步具體化的另一例。
[0127]圖9是表示本發(fā)明的第三實(shí)施方式的壓縮機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的概略結(jié)構(gòu)圖。在該圖中，壓縮機(jī)系統(tǒng)3具備壓縮機(jī)控制裝置13、壓縮機(jī)92、排出閥811、冷卻器821及822。
[0128]壓縮機(jī)92具備葉輪911A、911B、912及913、入口導(dǎo)流葉片921A及921B、驅(qū)動(dòng)機(jī)931、軸 941、齒輪箱 951,952 及 953。
[0129]壓縮機(jī)控制裝置13具備流量傳感器11 IAUllB及112、壓力傳感器121及122、控制部193?？刂撇?93具備防喘振控制基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)定部211A及211B、設(shè)定點(diǎn)設(shè)定部212A及212B、流量控制部 213A、213B 及 244、開關(guān) 214A、214B、245、311A、311B、331A 及 331B、限率器215A及215B、增益乘算部216A及216B、壓力控制部221、函數(shù)運(yùn)算部222A、222B、242及243、減算部 223A、223B、231A、231B、321A 及 321B、大小判定部 224A 及 224B、遲滯部 232A、232B、322A及322B、后述的邏輯運(yùn)算部。
[0130]在圖9中，對(duì)于與圖2的各部對(duì)應(yīng)且具有同樣功能的部分標(biāo)注同一符號(hào)(111A、111B、112、121、122、201A、201B、211A、211B、212A、212B、213A、213B、244、214A、214B、245、215A、215B、216A、216B、219A、219B、221、222A、222B、242、243、223A、223B、231A、231B、224A、224B、232A、232B、811、821、822、92、911A、911B、912、913、921A、922B、931、941、951 ?953)而省略說明。另外，在圖9中，用單點(diǎn)劃線表示軸，用虛線表示空氣的流路，用實(shí)線表示數(shù)據(jù)、控制信息的流動(dòng)。
[0131]另外，在圖9 中，用圓圈包圍的“Α1”、“Α2”、“Α3”、“ΒΓ’、“Β2”、“Β3”、“Χ”及“Y”表示對(duì)后述的邏輯運(yùn)算部的輸入輸出。
[0132]對(duì)設(shè)定點(diǎn)和葉輪的流量進(jìn)行比較時(shí)，考慮(I)葉輪911Α、911Β都是的葉輪的流量大的情況、(2)葉輪911Α、911Β中的任一方的流量小于設(shè)定點(diǎn)的情況、(3)葉輪911Α、911Β都是的葉輪的流量小于設(shè)定點(diǎn)的情況這三種情況。壓縮機(jī)控制裝置13通過與這三種情況分別對(duì)應(yīng)的運(yùn)轉(zhuǎn)模式來進(jìn)行壓縮機(jī)93的控制。
[0133]為了執(zhí)行這些運(yùn)轉(zhuǎn)模式，減算部321Α及321Β、遲滯部322Α及322Β關(guān)于入口導(dǎo)流葉片921Α、921Β，分別生成表示IGV開度與指令值的背離是否大的信號(hào)作為向邏輯運(yùn)算部的輸入。
[0134]開關(guān)33IA及33IB對(duì)IGV開度的固定/不固定進(jìn)行切換。
[0135](I)在葉輪911Α、911Β都是葉輪的流量大的情況下，流量控制部213Α及213Β設(shè)定為自動(dòng)模式。在壓縮機(jī)流量遠(yuǎn)大于IGV極限控制線的情況下，基于IGV極限控制的修正值為零。
[0136]另一方面，當(dāng)葉輪的流量減少而接近IGV極限控制線時(shí)，流量控制部213Α或213Β進(jìn)行作為IGV極限控制的PI控制，輸出對(duì)于相反側(cè)的葉輪的流量指令值的修正信號(hào)。
[0137]圖10是表示圖9所示的壓縮機(jī)系統(tǒng)3的各部中的一部分的說明圖。在圖10中，示出圖9所示的各部中的、葉輪911Α及911Β、入口導(dǎo)流葉片921Α及921Β、流量傳感器IllA及111Β、防喘振控制基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)定部211Α、設(shè)定點(diǎn)設(shè)定部212Α、流量控制部213Α、限率器215Β、增益乘算部216Β、壓力控制部221、函數(shù)運(yùn)算部222Β、減算部223Β、開關(guān)331Β、大小判定部224Β。
[0138]通過該結(jié)構(gòu)，流量控制部213Α與圖6的情況同樣地進(jìn)行IGV極限控制。
[0139](2)在葉輪911Α、911Β中的任一方的流量小于設(shè)定點(diǎn)的情況下，壓縮機(jī)控制裝置13將流量小于設(shè)定點(diǎn)的葉輪側(cè)的入口導(dǎo)流葉片的IGV開度固定。
[0140]圖11是表示圖9所示的壓縮機(jī)系統(tǒng)3的各部中的一部分的說明圖。在圖11中，示出圖9所示的各部中的、葉輪911A及911B、入口導(dǎo)流葉片921A及921B、流量傳感器IllA及111B、防喘振控制基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)定部21IA及211B、設(shè)定點(diǎn)設(shè)定部212A及212B、流量控制部213A 及 213B、開關(guān) 214A、214B、311A、311B、331A 及 331B、限率器 215A、增益乘算部 216A、壓力控制部221、函數(shù)運(yùn)算部222A及222B、減算部223A、大小判定部224A及224B。
[0141]例如，在葉輪911B的流量小于設(shè)定點(diǎn)的情況下，開關(guān)331B構(gòu)成環(huán)而保持入口導(dǎo)流葉片921B的IGV開度指令值。另外，開關(guān)214B及311B構(gòu)成環(huán)而保持該IGV開度指令值的修正值。
[0142]這樣，壓縮機(jī)控制裝置13將葉輪的流量固定，從而能防止葉輪的流量進(jìn)一步減小而產(chǎn)生喘振的情況。此時(shí)，通過減少其他的葉輪的流量，從而壓縮機(jī)控制裝置13不需要打開排出閥向大氣中排出壓縮空氣而能防止產(chǎn)生喘振。
[0143]需要說明的是，在將IGV開度固定的情況下，壓縮機(jī)控制裝置13以在解除IGV開度的固定時(shí)該IGV開度不會(huì)驟變的方式進(jìn)行修正值的跟蹤。
[0144]圖12是表示壓縮機(jī)控制裝置13進(jìn)行的修正值的跟蹤的例子的說明圖。
[0145]在該圖中，示出圖9所示的各部中的、流量控制部213A、壓力控制部221、減算部223B及321B、開關(guān)331B、葉輪911B、入口導(dǎo)流葉片921B。需要說明的是，為了便于觀察圖，在信號(hào)的路徑上也省略了一部分的記載。
[0146]在圖12所示的例子中，在將入口導(dǎo)流葉片921B的IGV開度固定時(shí)，來自壓力控制部221的IGV開度指令成為30%，流量控制部213所生成的修正值成為10%。因此，在減算部223B將修正后的IGV開度指令計(jì)算為20%而向大小判定部224B輸出的狀態(tài)下，開關(guān)33IB構(gòu)成閉環(huán)，保持IGV開度20%。
[0147]然后，在來自壓力控制部221的IGV開度指令值減至25 %的情況下，假如流量控制部213A繼續(xù)輸出修正值10%，則修正后的IGV開度指令成為15%，與IGV開度的固定值不同。若在該狀態(tài)下開關(guān)331B改變向減算部223B側(cè)連接而解除IGV開度的固定時(shí)，則會(huì)導(dǎo)致IGV開度從20%驟變?yōu)?5%。
[0148]因此，減算部321B算出來自壓力控制部221的開度指令與IGV開度的固定值之差，使流量控制部213A所輸出的修正值變化。
[0149]在圖12的例子中，在來自壓力控制部221的IGV開度指令變化為25%時(shí)，減算部321B從IGV開度指令的25%減去IGV開度的固定值20%而算出為5%。而且，流量控制部213A將減算部321B算出的5%作為修正值輸出。
[0150]由此，IGV開度的固定值與修正后的IGV開度指令成為相同的值，在開關(guān)331B解除了 IGV開度的固定時(shí)，不會(huì)發(fā)生IGV開度的驟變。
[0151](3)在葉輪911A、911B的流量均小于設(shè)定點(diǎn)的情況下，壓縮機(jī)控制裝置13解除IGV開度的固定，葉輪911A、911B的流量均能改變。此時(shí)，壓縮機(jī)控制裝置13跟蹤即將切換為狀態(tài)(3)之前的修正值。
[0152]圖13是表示圖9所示的壓縮機(jī)系統(tǒng)3的各部中的一部分的說明圖。在圖11中，示出圖9所示的各部中的、葉輪911A及911B、入口導(dǎo)流葉片921A及921B、流量傳感器IllA及 111B、流量控制部 213A 及 213B、開關(guān) 214A、214B、311A、311B、331A 及 331B、限率器 215A及215B、增益乘算部216A及216B、壓力控制部221、函數(shù)運(yùn)算部222A及222B、減算部223A及223B、大小判定部224A及224B。
[0153]在圖13中，開關(guān)214A及311A構(gòu)成閉環(huán)，流量控制部213A通過該閉環(huán)來保持修正值。關(guān)于開關(guān)214B及311B和流量控制部213B也同樣。
[0154]而且，減算部223A從來自壓力控制部221的流量指令中減去修正值，將修正后的流量指令向入口導(dǎo)流葉片921A輸出。關(guān)于葉輪911B側(cè)也同樣。
[0155]這樣，在葉輪911A、911B的流量均小于設(shè)定點(diǎn)的情況下，開關(guān)331A及331B解除葉輪的流量的固定。
[0156]由此，壓縮機(jī)控制裝置13能使各葉輪的流量從設(shè)定點(diǎn)減少至表示打開排出閥811的基準(zhǔn)流量的喘振控制線。即，壓縮機(jī)控制裝置13能夠使使設(shè)于喘振控制線與設(shè)定點(diǎn)之間的余量的流量減少，從而使打開排出閥811的時(shí)機(jī)延遲，在這一點(diǎn)上，能減少壓縮機(jī)93的效率的降低。
[0157]另外，壓縮機(jī)控制裝置13通過跟蹤即將向(3)的模式切換之前的修正值，從而根據(jù)葉輪911A與911B的性能差來進(jìn)行目標(biāo)流量的修正。具體而言，壓縮機(jī)控制裝置13以縮小性能優(yōu)異的葉輪的流量的方式進(jìn)行修正。由此，性能差的葉輪的流量與喘振控制線之間的富余度變大，在這一點(diǎn)上，壓縮機(jī)控制裝置13不打開排出閥而能進(jìn)行壓縮機(jī)93的控制的范圍變寬。
[0158]圖14是表示壓縮機(jī)控制裝置13所具備的邏輯運(yùn)算部的邏輯運(yùn)算的例子的說明圖。邏輯運(yùn)算部運(yùn)算出對(duì)于開關(guān)214A、214B、311A、311B等的控制信息、對(duì)于流量控制部213A、213B中的模式的控制信息。
[0159]在圖14所示的邏輯運(yùn)算中，邏輯運(yùn)算部在驅(qū)動(dòng)機(jī)931處于動(dòng)作中且防喘振控制為自動(dòng)模式的情況下進(jìn)行IGV極限控制。另外，邏輯運(yùn)算部自動(dòng)地設(shè)定IGV極限控制的是上述的(I)的情況。具體而言，邏輯運(yùn)算部取得三個(gè)條件的邏輯積作為自動(dòng)地設(shè)定IGV極限控制的條件。
[0160]第一個(gè)條件是:驅(qū)動(dòng)機(jī)931處于動(dòng)作中且防喘振控制為自動(dòng)模式。第二個(gè)條件是:壓力控制為自動(dòng)模式，即，壓力控制部221通過壓力控制來控制葉輪911A、91 IB的流量。第三個(gè)條件是:入口導(dǎo)流葉片921A的IGV開度與開度指令值的背離大且葉輪911A的流量小于IGV極限控制線，或者葉輪911A、91IB的流量均大至IGV極限控制線以上，或者入口導(dǎo)流葉片921B的IGV開度與開度指令值的背離大且葉輪91IB的流量小于IGV極限控制線。
[0161 ] 需要說明的是，入口導(dǎo)流葉片921A的IGV開度與開度指令值的背離大且葉輪91IA的流量小于IGV極限控制線這樣的條件是用于從上述(2)向(I)轉(zhuǎn)移的條件。入口導(dǎo)流葉片921B的IGV開度與開度指令值的背離大且葉輪911B的流量小于IGV極限控制線這樣的條件也同樣。
[0162]另外，邏輯運(yùn)算部將入口導(dǎo)流葉片921A的IGV開度固定的條件是葉輪911B的流量大至IGV極限控制線以上、且葉輪911A的流量小于IGV極限控制線、且入口導(dǎo)流葉片921A的IGV開度與開度指令值的背離不大。
[0163]另外，邏輯運(yùn)算部將入口導(dǎo)流葉片921B的IGV開度固定的條件是葉輪911A的流量大至IGV極限控制線以上、且葉輪911B的流量小于IGV極限控制線、且入口導(dǎo)流葉片921B的IGV開度與開度指令值的背離不大。
[0164]S卩，邏輯運(yùn)算部在葉輪911A或911B中的僅任一方的流量小于IGV極限控制線、且流量小于IGV極限控制線的葉輪的流量與流量指令值的背離大至規(guī)定值以上的情況下，將該葉輪的入口導(dǎo)流葉片的IGV開度固定。
[0165]如以上所述，控制部193在葉輪911A或911B的流量小于設(shè)定點(diǎn)的情況下，以將該葉輪的流量固定的方式控制入口導(dǎo)流葉片921A或921B中的對(duì)應(yīng)的葉輪。
[0166]由此，壓縮機(jī)控制裝置13能防止該葉輪的流量進(jìn)一步減小而產(chǎn)生喘振的情況。此時(shí)，通過使其他葉輪的流量減少，從而壓縮機(jī)控制裝置13不需要打開排出閥811向大氣中排出壓縮空氣而能防止喘振發(fā)生。
[0167]另外，控制部193將設(shè)定點(diǎn)與流量指令值背離規(guī)定以上的情況作為條件，將葉輪的流量的固定解除。
[0168]由此，壓縮機(jī)控制裝置13在葉輪的流量變大而不需要進(jìn)行喘振防止控制的情況下，能使葉輪的流量變化而使壓縮機(jī)93生成期望的流量的壓縮空氣。特別是，壓縮機(jī)控制裝置13通過使并列配置的多個(gè)葉輪的流量變化，能使壓縮機(jī)93生成更大量的壓縮空氣。
[0169]另外，控制部193將任一葉輪的流量均小于設(shè)定點(diǎn)的情況作為條件，將葉輪的流量的固定解除。
[0170]由此，壓縮機(jī)控制裝置13能使各葉輪的流量從設(shè)定點(diǎn)減少至表示打開排出閥的基準(zhǔn)流量的喘振控制線。即，壓縮機(jī)控制裝置13能夠使于設(shè)于喘振控制線與設(shè)定點(diǎn)之間的余量的流量減少，從而使打開排出閥的時(shí)機(jī)延遲，在這一點(diǎn)上，能減少壓縮機(jī)93的效率的降低。
[0171]這樣，壓縮機(jī)控制裝置13能進(jìn)行比壓縮機(jī)控制裝置12更細(xì)微的處理。另一方面，與壓縮機(jī)控制裝置13相比，壓縮機(jī)控制裝置12的控制簡(jiǎn)單，在這一點(diǎn)上，容易進(jìn)行維修、改造。
[0172]需要說明的是，壓縮機(jī)控制裝置13也可以還具有用于檢測(cè)入口側(cè)流路的壓力的壓力傳感器作為本實(shí)施方式中的壓力檢測(cè)部的一例。而且，控制部193也可以基于入口側(cè)流路的壓力而輸出流量調(diào)整指令。
[0173]由此，壓縮機(jī)控制裝置13在上游側(cè)具有其他工藝的情況等入口側(cè)流路的壓力發(fā)生變化的情況下也能更準(zhǔn)確地生成期望流量的壓縮空氣。
[0174]需要說明的是，也可以為，將用于實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)控制裝置11、12、13的全部或一部分的功能的程序記錄于計(jì)算機(jī)能讀取的記錄介質(zhì)中，通過使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)讀入在該記錄介質(zhì)中記錄的程序并執(zhí)行來進(jìn)行各部的處理。需要說明的是，在此所說的“計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”是包含OS、外圍設(shè)備等硬件的系統(tǒng)。
[0175]另外，“計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”在利用WWW系統(tǒng)的情況下，也包含主頁提供環(huán)境(或顯示環(huán)境)O
[0176]另外，“計(jì)算機(jī)能讀取的記錄介質(zhì)”是指軟盤、光磁盤、ROM、⑶-ROM等的可攜帶介質(zhì)、內(nèi)置于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的硬盤等存儲(chǔ)裝置。另外，“計(jì)算機(jī)能讀取的記錄介質(zhì)”也包括通過因特網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)、電話回線等通信回線發(fā)送程序時(shí)的通信線那樣在短時(shí)間內(nèi)動(dòng)態(tài)地保持程序的介質(zhì)、該情況下的成為服務(wù)器或客戶端的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部的易失性存儲(chǔ)器那樣在一定時(shí)間內(nèi)保持程序的介質(zhì)。另外，上述程序可以是用于實(shí)現(xiàn)前述的功能的一部分的程序，也可以是通過與已經(jīng)記錄于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的程序組合而能夠?qū)崿F(xiàn)前述的功能的程序。
[0177]以上，參照附圖詳述了本發(fā)明的實(shí)施方式，但具體的結(jié)構(gòu)并不限于該實(shí)施方式，也包括不脫離本發(fā)明的主旨的范圍的設(shè)計(jì)變更等。
[0178]工業(yè)實(shí)用性
[0179]本發(fā)明是對(duì)壓縮機(jī)的流量進(jìn)行控制的壓縮機(jī)控制裝置，該壓縮機(jī)具有相對(duì)于出口側(cè)流路并列地連接的多個(gè)葉輪和調(diào)整各葉輪的流量的流量調(diào)整部，所述壓縮機(jī)控制裝置具備:檢測(cè)出口側(cè)流路的壓力的壓力檢測(cè)部；檢測(cè)各葉輪的流量的流量檢測(cè)部；基于所述壓力檢測(cè)部的檢測(cè)結(jié)果向所述流量調(diào)整部輸出每個(gè)葉輪的流量調(diào)整指令而進(jìn)行控制的控制部，所述控制部對(duì)作為流量的下限目標(biāo)值而設(shè)定的設(shè)定點(diǎn)與各葉輪的流量進(jìn)行比較，并基于比較結(jié)果對(duì)其他葉輪的流量調(diào)整指令進(jìn)行修正。
[0180]根據(jù)本發(fā)明，即使在多個(gè)葉輪之間產(chǎn)生了性能差的情況下，也能夠減少效率的降低。
[0181]符號(hào)說明
[0182]11壓縮機(jī)控制裝置
[0183]91壓縮機(jī)
[0184]11 IAUllB流量傳感器
[0185]121壓力傳感器
[0186]190控制部
[0187]811 排出閥
[0188]911A、911B 葉輪
[0189]921A、921B 入口導(dǎo)流葉片
【權(quán)利要求】
1.一種壓縮機(jī)控制裝置，其對(duì)壓縮機(jī)的流量進(jìn)行控制，該壓縮機(jī)具有相對(duì)于出口側(cè)流路并列連接的多個(gè)葉輪和調(diào)整各葉輪的流量的流量調(diào)整部，所述壓縮機(jī)控制裝置具備: 檢測(cè)出口側(cè)流路的壓力的壓力檢測(cè)部； 檢測(cè)各葉輪的流量的流量檢測(cè)部； 基于所述壓力檢測(cè)部的檢測(cè)結(jié)果向所述流量調(diào)整部輸出每個(gè)葉輪的流量調(diào)整指令來進(jìn)行控制的控制部， 所述控制部對(duì)作為流量的下限目標(biāo)值而設(shè)定的設(shè)定點(diǎn)與各葉輪的流量進(jìn)行比較，基于比較結(jié)果對(duì)其他葉輪的流量調(diào)整指令進(jìn)行修正。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)控制裝置，其中， 所述控制部在某葉輪的流量小于所述設(shè)定點(diǎn)的情況下，以使該葉輪的流量固定的方式控制所述流量調(diào)整部。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓縮機(jī)控制裝置，其中， 所述控制部將所述設(shè)定點(diǎn)與所述流量指令值背離規(guī)定以上的情況作為條件，來解除所述葉輪的流量的固定。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓縮機(jī)控制裝置，其中， 所述控制部將任一葉輪的流量均小于所述設(shè)定點(diǎn)的情況作為條件，來解除所述葉輪的流量的固定。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)控制裝置，其中， 所述壓力檢測(cè)部檢測(cè)入口側(cè)流路的壓力， 所述控制部基于所述入口側(cè)流路的壓力而輸出所述流量調(diào)整指令。
6.一種壓縮機(jī)系統(tǒng)，其具備權(quán)利要求1?5中任一項(xiàng)所述的壓縮機(jī)控制裝置。
7.—種壓縮機(jī)控制方法，其是對(duì)壓縮機(jī)的流量進(jìn)行控制的壓縮機(jī)控制裝置的壓縮機(jī)控制方法，該壓縮機(jī)具有相對(duì)于出口側(cè)流路并列連接的多個(gè)葉輪，所述壓縮機(jī)控制方法具備: 檢測(cè)出口側(cè)流路的壓力的壓力檢測(cè)步驟； 檢測(cè)各葉輪的流量的流量檢測(cè)步驟； 調(diào)整各葉輪的流量的流量調(diào)整步驟； 基于所述壓力檢測(cè)步驟中的檢測(cè)結(jié)果而輸出所述流量調(diào)整步驟中的每個(gè)葉輪的流量調(diào)整指令來進(jìn)行控制的控制步驟， 在所述控制步驟中，對(duì)作為流量的下限目標(biāo)值而設(shè)定的設(shè)定點(diǎn)與各葉輪的流量進(jìn)行比較，基于比較結(jié)果對(duì)其他葉輪的流量調(diào)整指令進(jìn)行修正。
【文檔編號(hào)】F04D27/00GK104428537SQ201380037355
【公開日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2013年9月12日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月4日
【發(fā)明者】武多一浩, 中川陽介 申請(qǐng)人:三菱重工壓縮機(jī)有限公司, 三菱重工業(yè)株式會(huì)社